新能源汽车是什么

新能源汽车(New energy vehicles)是指以非常规车用燃料为动力源(或使用常规车用燃料和新型车载动力装置)，在车辆动力控制和驱动方面集成先进技术的技术原理先进、技术新、结构新的车辆。

新能源汽车(New energy vehicles)是指以非常规车用燃料为动力源(或使用常规车用燃料和新型车载动力装置)，在车辆动力控制和驱动方面集成先进技术的技术原理先进、技术新、结构新的车辆。

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车和氢发动机汽车。

定义

新能源汽车按范围可分为广义新能源汽车和狭义新能源汽车。

广义新能源汽车，也称为替代燃料汽车，包括纯电动汽车、燃料电池电动汽车，都使用非石油燃料，以及混合电动汽车、乙醇汽油汽车和一些其他使用非石油燃料的车辆。现有的所有新能源汽车都包含在这个概念中，具体分为混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、醇醚燃料汽车、天然气汽车等六大类。

狭义的新能源汽车可以参照国家《新能源汽车生产企业和产品准入管理规则》的规定:新能源汽车是指以非常规汽车燃料为动力源，融合汽车动力控制和驾驶先进技术而形成的具有新技术、新结构和先进技术原理的汽车。

产品类型

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车和氢发动机汽车。

纯电动汽车

Blade电动车(BEV)是一种使用单节电池作为储能动力源的汽车。它以电池作为储能电源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而驱动汽车。纯电动汽车用充电电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池，可以为纯电动汽车提供动力。同时，纯电动汽车还利用电池储存电能，驱动电机运转，使车辆能够正常行驶。

混合动力汽车

混合动力电动汽车(HEV)，其主驱动系统由至少两个可同时运行的单驱动系统组成。混合动力汽车的驱动功率主要取决于混合动力汽车的驱动状态:一是由单一驱动系统提供；第二个由多个驱动系统提供。

燃料电池电动汽车

燃料电池电动车(FCEV)使用氢气、甲醇、天然气、汽油等。作为反应物在催化剂的作用下与电池中的氧气一起燃烧，然后电能为车辆提供电源。从本质上来说，燃料电池电动汽车也是电动汽车的一种，在性能和设计的许多方面都与电动汽车有许多相似之处。之所以分为两类，是因为燃料电池电动车通过化学反应将氢气、甲醇、天然气、汽油转化为电能，而纯电动车则是依靠充电来补充电能。

氢发动机汽车

氢动力汽车(HPV)主要使用氢动力燃料电池作为燃料，是氢动力汽车新能源汽车中最环保的汽车，可以实现零污染、零排放。但是氢动力汽车的生产成本太高，氢动力汽车的成本比传统燃油动力汽车高20%。而且氢动力汽车的电池成本非常高，在实际生产中受到储运条件的限制，很难在实践中应用。

增程电动车

增程电动车(EREV)类似于电动车，通过电池给电机提供动能，驱动电机运转，从而驱动车辆。但是，增程电动车的车身上装有汽油或柴油发动机。当增程式电动车的电池过低时，驾驶员可以用这个发动机来补充增程式电动车的电池。

甲醇燃料汽车

使用甲醇代替石油燃料的汽车。

气动汽车

压缩空气动汽车(Airboweervehiele-APV)简称，采用高压压缩空气体作为动力源，将压缩空气体中储存的压力能转化为其他形式的机械能，从而驱动车辆行驶。理论上来说，其他以气体为动力的车辆，比如液体空气体和液氮，吸收热量，膨胀，做功作为动力，也应该属于气动车辆的范畴。

飞轮储能车

车辆的部分动能或重力势能转化为其他形式的能量，储存在高速飞轮中，供车辆减速或制动减速时使用。飞轮通过磁悬浮以70000转/分的高速旋转。作为混合动力汽车中的辅助，它具有提高能效、重量轻、储能高、能量进出响应快、维护量少、使用寿命长的优点，但缺点是成本高，机动车辆的转向会受到飞轮陀螺效应的影响。

超级电容车

超级电容器是基于双电层原理的电容器。在超级电容器两极板上的电荷产生的电场作用下，电解液与电极的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内部电场。这种正电荷和负电荷排列在相反的位置，在两个不同相之间的界面上，正电荷和负电荷之间的间隙非常短。这个电荷分布层叫双电层，所以电容很大。(该车已用于2010年上海世博会园区世博线。)超级电容和蓄电池组成的混合电源可以充分满足车辆行驶时的能量需求，可以缓冲瞬时大功率对储能系统的冲击，延长蓄电池的使用寿命。此外，超级电容可以瞬间充入大电流，可以更有效地反馈能量。

主要特征

混合动力汽车

混合动力汽车有串联、并联和混合布置。

1.串联是指发动机驱动发电机发电，其电能通过电机控制器直接传递给电机，电机产生电磁转矩驱动汽车。性能特点是:

(1)发动机的工作状态不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳工作区域稳定运行，因此发动机经济性好，排放指标低。

(2)由于有电池来“峰值负载”驱动功率，发动机的功率只需要满足汽车在一定速度下稳定运行工况所需的功率，因此可以选择功率较小的发动机。

(3)发动机与驱动桥之间没有机械连接，因此对发动机转速没有要求，发动机可以在较大范围内选择，例如可以选择高速燃气轮机等高效原动机。

(4)发动机与电机无机械连接，整车结构布置自由度大。

(5)发动机的所有输出都需要转化为电能再转化为机械能来驱动汽车，需要有足够动力的发电机和电动机。

(6)为了很好地平衡发电机的输出功率，避免电池过充或过放，需要较大的电池容量。

(7)发电机将机械能转化为电能，电动机将电能转化为机械能，电池充放电都有能量损耗，所以发动机输出的能量利用率比较低。【/br/】二、并联是指发动机通过机械传动装置与驱动桥连接，电机也通过动力复合装置与驱动桥连接。汽车可以由发动机和电机一起驱动，也可以单独驱动。其性能特点如下:

(1)发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，失去了无机-电能的转换，因此发动机输出能量的利用率较高。当汽车行驶工况使发动机在最佳工作范围内运行时，并联混合动力汽车的燃油经济性高于串联混合动力汽车。

(2)由于电机的“调峰”功能，可以适当降低发动机的功率。

(3)当电机仅作为辅助驱动系统使用时，功率可以相对较小。

(4)如果装有发电机，发电机的功率可以更小。

(5)由于有发电机补充电能，相对较小的电池容量可以满足使用要求。

(6)由于并联驱动系统的发动机工况受汽车行驶工况的影响，当汽车行驶工况变化越来越大时，发动机在其不良工况下会运行得越来越多。所以发动机的排放比串联型高。

(7)由于发动机与驱动桥直接机械连接，需要通过传动装置适应汽车行驶工况的变化。此外，发动机和电机并联驱动，需要动力复合装置。因此，并联驱动系统的传动机构是复杂的。

3.串并联驱动系统是串并联的组合，即发动机产生的动力一部分通过机械传动传递给驱动桥，另一部分驱动发电机发电。串并联驱动系统的结构形式和控制方式充分发挥了串并联的优势，可以对发动机、发电机、电动机等部件进行更加优化的匹配，从而在结构上保证系统在更加复杂的工况下工作在最优状态，更容易实现排放和油耗的控制目标。

缺点:系统结构比较复杂；长距离高速行驶节油效果不明显。

电源

从全球新能源汽车的发展来看，其电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池和超级电容器，其中超级电容器多以辅助电源的形式存在。主要原因是这些电池技术还没有完全成熟或者有明显的缺点。与传统汽车相比，在成本、动力和续航里程上存在诸多差距，这也是制约新能源汽车发展的重要原因。

铅板蓄电池

在所有电池技术中，铅酸电池的发展历史最长。电池以金属铅为负极，氧化铅为正极。电池放电过程中，正负极都会产生硫酸铅，硫酸在电解液中既是反应物，又是反应过程的产物。近十年来，铅酸蓄电池的研发主要集中在混合动力汽车的应用上。

镍氢电池

镍氢电池的工作原理是通过氧化镍阳极和氢金属阴极释放和吸收羟基。在过去，镍氢电池被认为是电动汽车的一个很好的临时选择。鉴于锂离子电池存在严重的安全问题。但其50~70Wh/kg的能量密度无法满足电动汽车150~200Wh/kg的能量密度要求。同时，镍氢电池中镍的比例较大，限制了其未来的降价。因此，镍氢电池不是一个可靠的选择。

锂离子电池

锂离子电池是当今电动汽车中应用最广泛的动力电池技术，这是由于其高能量密度和单电池功率的增加，使得这种电池在具有竞争力的价格下发展出更小的质量和密度。目前，这些动力电池可以运行150公里左右的电动汽车。锂离子电池的电极中嵌入锂，即电极材料是锂离子的载体。研究表明，电动汽车用锂离子电池的功率(800 ~ 2000瓦/千克)和能量密度(100 ~ 250瓦时/千克)都有所提高。

超级电容器

如果电池不仅需要提供长期储存的能量，还需要为发动机起动或车辆起动提供短期脉冲功率，那么电池的设计需要采用折中的解决方案。每个电池需要更多的电极来增加总表面积。因此，增加的电流分布在更大的电极面积上，并且电池电压降可以保持满足系统要求。如果电力需求可以由其他设备提供，电池可以使用更厚的电极，可以满足低速率下的储能要求，达到更好的耐久性。理想的方法是用超级电容提供脉冲功率，电池只提供储能。超级电容器可以以较低的速率充电，为下一次功率输出做准备，也可以通过制动能量回收充电。在被超级电容器充电后，电池可以在很宽的电池充电状态(SOC)范围内工作，因为启动所需的功率已经存储在超级电容器中。电池和超级电容器的结合必然需要更复杂的充电系统。由于电池和超级电容器的充放电特性有显著差异，所以它们的充电截止电压也有很大差异。因此，可能需要某种DC/DC转换器或开关设备来控制同一DC总线上的两个设备。

种族发生

从1834年第一辆电动汽车的诞生，到2011年新能源汽车在各大国际车展上的主角，新能源汽车走过了近180年。经过近两个世纪的曲折发展，新能源汽车在类型、技术、市场份额等方面都取得了空之前的突破。混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车作为电动汽车的一个细分市场，在新能源汽车的发展过程中占据主导地位，并受到了比其他类型汽车更多的关注。新能源汽车百年的历史大致可以分为四个阶段:电动汽车的诞生、电动汽车的重新重视、混合动力汽车等车型的发展、纯电动汽车的市场化发展。

第一阶段:电动汽车的诞生。英国人托马斯·达文波特于1834年发明的第一辆电瓶车是世界上最早的电动汽车。20世纪初，电动汽车、内燃机和蒸汽机各占美国汽车市场的三分之一。1910年，随着内燃机的大规模流水线生产，成本大大降低。但由于续航里程短，充电站等基础设施不完善，电动车一度退出市场。

第二阶段:电动汽车重获重要性。20世纪60年代，由于数千万辆汽车对城市的严重污染，美国政府更加重视电动汽车空。20世纪70年代初，在石油输出国组织石油禁运危机之后，汽油价格飙升，西方国家对电动汽车越来越感兴趣。政府加大对电动汽车研发的投入，各地建立研发基地，导致电动汽车第二轮研发高潮的到来。

第三阶段:混合动力等车辆的发展。随着人们可持续发展意识的提高，越来越多的知名公司投资研发混合动力和纯电动汽车。随着混合动力汽车数量的增加和生产销售规模的不断扩大，许多车型都表现出了良好的节能环保性能，这表明混合动力汽车市场已经成熟。1965年，外国汽车制造商设计了世界上第一辆氢动力汽车，1980年，中国成功制造了第一辆氢动力汽车。

第四阶段:纯电动汽车的市场开发。1994年1月，世界上最好的电动车进入测试阶段。四年后，技术成熟的电动车进入试运行阶段。到1996年，美国已经开始制造和销售电动汽车。这是现代量产的第一辆大型制造公司推出的电动车。2008年11月，纯电动汽车迎来了新的春天。包括欧美和中国在内的主要汽车市场国家已经将纯电动汽车列为未来发展的主导方向。

发展挑战

综合考虑多方面因素，《新能源汽车产业规划》揭示了混合动力汽车短期发展的信号，以此作为纯电动汽车的过渡和长期发展。根据现实情况，能进入量产规模的新能源汽车只有混合动力和纯电动汽车。

弱工业规模效应

从传统汽车产业到新能源汽车的崛起，中国汽车产业始终没有摆脱散而乱的普遍状况，行业内规模经济不明显。中国地域广阔，企业形式多样，市场监管有限。虽然多次进行产业结构调整和企业资源整合，但无法从根本上形成市场份额超过90%的三家美式汽车制造商的规模效应。新能源汽车的研发需要大量的资金和技术人才。在缺乏产业规模效应的情况下，每个企业很容易闭门造车，导致技术标准不一致，产业发展步伐不一致，不利于新能源汽车产业的形成和后续发展。此外，新能源汽车行业面临着趋利避害、争抢补贴带来的热潮和“产能过剩”。北京、广州、重庆、湖北、上海都建立了区域性汽车产业联盟。联盟成员合作密切，但联盟之间接触较少，导致诸侯割据的局面。

成本价太高了

汽车成本决定价格，价格决定市场。目前国内新能源汽车中，国产纯电动汽车价格不高。购买纯电动汽车对消费者来说没有价格问题，混合动力汽车价格更高。

据了解，2009年，混合动力汽车在美国市场的销量为29.03万辆，占所有美国车型销量的2.8%。与先进的汽车国家相比，国产混合动力汽车的产业化和市场推广明显不同，主要是价格太高，抑制了很多人的购买欲望。正如瓦格纳所说，如何将混合动力汽车的成本降低到普通用户能够承受的水平，是混合动力汽车不得不面对的问题。毕竟价格也是市场的决定因素之一。

目前，国内市场上混合动力汽车的平均价格比同等排量的内燃机驱动汽车至少高30%。如果传统车价格10万，同排量混动车价格13万，汽车年里程3万公里，油价10元/升，混动车节能效益可达2万，耗时4.3年。油价越低，回收期越长，而一般消费者可以接受1.5年的回收期。